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Ejercicios física estática, Apuntes de Física

Escuela Politécnica de ChimborazoFísica
Prof. Miguel Perez

Muchos ejercicios de física estática

Tipo: Apuntes

2024/2025

Subido el 24/04/2025

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benjamin-chuqui-1 🇪🇨

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EJERCICIOS ESTÁTICA 2017b
1. Un carrito que se mueve a lo largo de una viga horizontal está
sometido a dos fuerzas, como se muestra en la figura. Determine por
trigonometría la magnitud de la fuerza P tal que la resultante sea una
fuerza vertical de 2 500 N.
Rpta: 2.6 kN, 53.5°
2. Determine el ángulo de diseño ɸ (0° < ɸ <90°) entre las barras AB y
AC, de manera que la fuerza horizontal de 400 lb tenga una
componente de 600 lb que actúa hacia arriba y a la izquierda, en la
misma dirección que de B hacia A.
Considere que θ = 30°.
Rpta: 38.3°
3. Descomponga F en sus componentes a lo largo de los ejes u y v, y
determine las magnitudes de estas componentes.
Rpta: 129 N, 183 N
4. Determine la magnitud y la dirección, medida en sentido contrario al
de las manecillas del reloj desde el eje x positivo, de la fuerza
resultante de las tres fuerzas que actúan sobre el anillo A. Considere
F1= 500 N y θ = 20°.
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EJERCICIOS ESTÁTICA 2017b

  1. Un carrito que se mueve a lo largo de una viga horizontal está sometido a dos fuerzas, como se muestra en la figura. Determine por trigonometría la magnitud de la fuerza P tal que la resultante sea una fuerza vertical de 2 500 N. Rpta: 2.6 kN, 53.5°
  2. Determine el ángulo de diseño ɸ (0° < ɸ <90°) entre las barras AB y AC, de manera que la fuerza horizontal de 400 lb tenga una componente de 600 lb que actúa hacia arriba y a la izquierda, en la misma dirección que de B hacia A. Considere que θ = 30°. Rpta: 38.3°
  3. Descomponga F en sus componentes a lo largo de los ejes u y v, y determine las magnitudes de estas componentes. Rpta: 129 N, 183 N
  4. Determine la magnitud y la dirección, medida en sentido contrario al de las manecillas del reloj desde el eje x positivo, de la fuerza resultante de las tres fuerzas que actúan sobre el anillo A. Considere F 1 = 500 N y θ = 20°.

Rpta: 1.03 kN , 87,9°.

  1. Si F 2 = 150 lb y θ = 55°, determine la magnitud y la dirección, medida en el sentido de las manecillas del reloj desde el eje x positivo de la fuerza resultante de las tres fuerzas que actúan sobre el soporte. Rpta: 161 lb, 38.
  2. xprese cada una de las tres fuerzas que actúan sobre el soporte en forma vectorial cartesiana con respecto a los ejes x - y. Determine la magnitud y la dirección θ de F 1 de manera que la fuerza resultante esté dirigida a lo largo del eje x´ positivo y tenga una magnitud F1R = 600 N. Rpta: 434 N, 67°.
  3. El elemento CB de la prensa de banco que se muestra en la figura, ejerce sobre el bloque B una fuerza P dirigida a lo largo de la línea CB. Si se sabe que la componente horizontal de P debe tener una magnitud de 1 220 N, determine a) la magnitud de la fuerza P y b) su componente vertical.
  1. El eje S ejerce tres componentes de fuerza sobre el dado D. Encuentre la magnitud y los ángulos directores coordenados de la fuerza resultante. La fuerza F 2 actúa dentro del octante mostrado. Rpta: 615 N, 26.6°, 85.1°, 64°.
  2. Una placa circular horizontal se sostiene mediante tres alambres que forman ángulos de 30° respecto de la vertical y se encuentran unidos a un soporte en D. Si se sabe que la componente x de la fuerza ejercida por el alambre AD sobre la placa es de 110.3 N, determine a) la tensión en el alambre AD, b) los ángulos θx, θy y θz que forma la fuerza ejercida en A con los ejes coordenados. Rpta: 288 N, 67.5°, 30°, 108.7°.
  3. Una placa circular horizontal se sostiene mediante tres alambres que forman ángulos de 30° respecto de la vertical y se encuentran unidos a un soporte en D. Si se sabe que la componente x de la fuerza ejercida por el alambre CD sobre la placa es de –20 lb, determine a) la tensión en el alambre CD, b) los ángulos θx, θy y θz que forma la fuerza ejercida en C con los ejes coordenados. Rpta: 80 lb, 104.5°, 30°, 64.3°.
  1. El extremo del cable coaxial AE se une al poste AB, el cual está sostenido por los tirantes de alambre AC y AD. Si se sabe que la tensión en el alambre AD es de 85 lb, determine a) las componentes de la fuerza ejercida por este alambre sobre el poste, b) los ángulos θx, θy y θz que forma la fuerza con los ejes coordenados. Rpta: 37.1 lb, -68.8 lb, 33.4 lb, 64.1°, 144°, 66.8°.
  2. Una torre de transmisión se sostiene mediante tres alambres, los cuales están anclados por medio de pernos en B, C y D. Si la tensión en el alambre AB es de 525 lb, determine las componentes de la fuerza ejercida por el alambre sobre el perno en B. Rpta: 100 lb, 500 lb, -125 lb.
  3. Un marco ABC está sostenido en parte por el cable DBE, el cual pasa a través de un anillo sin fricción en B. Si se sabe que la tensión en el cable es de 385 N, determine las componentes de la fuerza ejercida por el cable sobre el soporte en D. Rpta: 240 N, -255 N, 160 N.
  1. Determine la componente proyectada de la fuerza FAB= 560 N que actúa a lo largo del cable AC. Exprese el resultado como un vector cartesiano. Rpta: 116 i – 231 j +231 k N
  2. Determine las magnitudes de las componentes de la fuerza F=56 N que actúan a lo largo de la línea AO y en forma perpendicular a ésta. Rpta: 46.9 N, 30.7 N.
  3. Para el ensamble de tubos que se muestra en la figura, determine las magnitudes de las componentes de la fuerza F=600 N que actúan a lo largo del segmento DE y en forma perpendicular a éste. Rpta: 334 N, 498 N.
  1. Si F tiene una magnitud de 55 lb, determine la magnitud de su componente proyectada que actúa a lo largo del eje x y a lo largo del cable AC. Rpta: 47.8 lb, 45.5 lb.
  2. Determine el ángulo θ entre los dos cables unidos al tubo. Rpta: 100°
  3. El cable OA se usa para dar soporte a la columna OB. Determine el ángulo ɸ que forma el cable con la viga OD. Rpta: 65.8°
  4. En C se amarran dos cables y se cargan como se muestra en la figura. Determine la tensión a) en el cable AC y b) en el cable BC. Rpta: 586 N, 2190 N.
  1. Determine el peso máximo de la cubeta que puede sostener el sistema de cables, de forma que ninguno de los cables desarrolle una tensión superior a 100 lb. Rpta: 57.7 lb.
  2. Determine las tensiones desarrolladas en los cables CD, CB y BA y el ángulo θ requerido para lograr el equilibrio del cilindro E de 30 lb y el cilindro F de 60 lb. Rpta: 80.7 lb, 65.9 lb, 57.1 lb, 2.95°.
  3. Los resortes en el ensamble de cuerdas están originalmente estirados 1 pie cuando θ = 0°. Determine la fuerza vertical F que debe aplicarse para que θ = 30°. Rpta: 39.3 lb.
  4. El resorte tiene una rigidez k = 800 N/m y una longitud no alargada de 200 mm. Determine la fuerza en los cables BC y BD cuando el resorte se mantiene en la posición mostrada. Rpta: 171 N, 145 N.
  1. Tres cables sostienen una caja como se muestra en la figura. Determine el peso de la caja, si se sabe que la tensión en el cable AC es de 544 lb. Rpta: 1049 lb
  2. Tres cables están conectados en A, donde se aplican las fuerzas P y Q, como se muestra en la figura. Si se sabe que P = 1 200 N, encuentre los valores de Q para los cuales el cable AD está tenso. Rpta: 0-Q-300 N
  3. Un contenedor de peso W está suspendido del aro A. El cable BAC pasa a través del aro y se une a los soportes fijos en B y C. Dos fuerzas P = Pi y Q = Qk se aplican en el aro para mantener al recipiente en la posición mostrada. Determine P y Q, si W = 376 N.
  1. Se utilizan tres cables para sostener un anillo de 900 lb. Determine la tensión que se necesita en cada cable para lograr la posición de equilibrio. Rpta: 375 lb.